一，什么是异常处理
一句话：异常处理就是处理程序中的错误，比如尝试除以零的操作。
二，为什么需要异常，以及异常处理的基本思想
C++之父Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中讲到：一个库的作者可以检测出发生了运行时错误，但一般不知道怎样去处理它们(因为和用户具体的应用有关);另一方面，库的用户知道怎样处理这些错误，但却无法检查它们何时发生(如果能检测，就可以在用户的代码里处理了，不用留给库去发现)。
Bjarne Stroustrup说：提供异常的基本目的就是为了处理上面的问题。基本思想是：让一个函数在发现了自己无法处理的错误时抛出(throw)一个异常，然后它的(直接或者间接)调用者能够处理这个问题。
也就是《C++ primer》中说的：将问题检测和问题处理相分离。
一种思想：在所有支持异常处理的编程语言中，要认识到的一个思想：在异常处理过程中，由问题检测代码可以抛出一个对象给问题处理代码，通过这个对象的类型和内容，实际上完成了两个部分的通信，通信的内容是“出现了什么错误”。当然，各种语言对异常的具体实现有着或多或少的区别，但是这个通信的思想是不变的。
三，异常出现之前处理错误的方式
在C语言的世界中，对错误的处理总是围绕着两种方法：一是使用整型的返回值标识错误;二是使用errno宏(可以简单地理解为一个全局整型变量)去记录错误。当然C++中仍然是可以用这两种方法的。
这两种方法最大的缺陷就是会出现不一致问题。例如有些函数返回1表示成功，返回0表示出错;而有些函数返回0表示成功，返回非0表示出错。
还有一个缺点就是函数的返回值只有一个，你通过函数的返回值表示错误代码，那么函数就不能返回其他的值。当然，你也可以通过指针或者C++的引用来返回另外的值，但是这样可能会令你的程序略微晦涩难懂。
四，异常为什么好
优点有以下几点：
1. 函数的返回值可以忽略，但异常不可忽略。如果程序出现异常，但是没有被捕获，程序就会终止，这多少会促使程序员开发出来的程序更健壮一点。而如果使用C语言的error宏或者函数返回值，调用者都有可能忘记检查，从而没有对错误进行处理，结果造成程序莫名其面的终止或出现错误的结果。
2. 整型返回值没有任何语义信息。而异常却包含语义信息，有时你从类名就能够体现出来。
3. 整型返回值缺乏相关的上下文信息。异常作为一个类，可以拥有自己的成员，这些成员就可以传递足够的信息。
异常处理可以在调用跳级。这是一个代码编写时的问题：假设在有多个函数的调用栈中出现了某个错误，使用整型返回码要求你在每一级函数中都要进行处理。而使用异常处理的栈展开机制，只需要在一处进行处理就可以了，不需要每级函数都处理。
五， C++中使用异常时应注意的问题
任何事情都是两面性的，异常有好处就有坏处。如果在你的代码中使用异常，那么需要注意以下事项:
1. 性能问题。这个一般不会成为瓶颈，但是如果你编写的是高性能或者实时性要求比较强的软件，就需要考虑了。
2. 指针和动态分配导致的内存回收问题：动态内存不会自动回收，如果遇到异常就需要考虑是否正确地回收了内存。
函数的异常抛出列表：如果没有写noexcept，意味着你可以抛出任何异常。
六，异常基本语法
很简单，抛出一场用throw，捕获用try...catch
- throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。
- catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常。
- try: try 块中的代码标识将被激活得特定异常。它后面通常跟着一个或多个 catch 块。
- noexcept：用于声明函数不抛出异常，如果函数抛了异常，则直接中断，不能被捕获
使用 try...catch 语句的语法如下所示：
- try
- {
- // 保护代码
- }catch( ExceptionName e1 )
- {
- // catch 块
- }catch( ExceptionName e2 )
- {
- // catch 块
- }catch( ExceptionName eN )
- {
- // catch 块
- }
如果 try 块在不同的情境下会抛出不同的异常，这个时候可以尝试罗列多个 catch 语句，用于捕获不同类型的异常
捕获异常时的注意事项：
- catch的匹配过程是找最先匹配的，不是最佳匹配。
- catch的匹配过程中，对类型的要求比较严格。不允许标准算术转换和类类型的转换。(类类型的转化包括两种：通过构造函数的隐式类型转化和通过转化操作符的类型转化)。
七，异常之栈解旋
异常被抛出后，从进入try块起，到异常被抛掷前，这期间在栈上构造的所有对象，都会被自动析构。
析构的顺序与构造的顺序相反，这一过程称为栈的解旋(unwinding).
- struct Maker
- {
- Maker()
- {
- cout << "Maker() 构造函数" << endl;
- }
- Maker(const Maker& other)
- {
- cout << "Maker(Maker&) 拷贝构造函数" << endl;
- }
- ~Maker()
- {
- cout << "~Maker() 析构函数" << endl;
- }
- };
- void fun()
- {
- Maker m;
- cout << "--------" << endl;
- throw m;
- cout << "fun__end" << endl;
- }
- int main()
- {
- try
- {
- fun();
- }
- catch (Maker & m)
- {
- cout << "收到Maker异常" << endl;
- }
- }
八，C++ 标准的异常
C++ 提供了一系列标准的异常，定义在
每个类所在的头文件在图下方标识出来
标准异常类的成员： ① 在上述继承体系中，每个类都有提供了构造函数、复制构造函数、和赋值操作符重载。 ② logic_error类及其子类、runtime_error类及其子类，它们的构造函数是接受一个string类型的形式参数，用于异常信息的描述; ③ 所有的异常类都有一个what()方法，返回const char* 类型(C风格字符串)的值，描述异常信息。
下表是对上面层次结构中出现的每个异常的说明：
九、编写自己的异常类
- 为什么要编写自己的异常类? ① 标准库中的异常是有限的; ② 在自己的异常类中，可以添加自己的信息。(标准库中的异常类值允许设置一个用来描述异常的字符串)。
- 如何编写自己的异常类? ① 建议自己的异常类要继承标准异常类。因为C++中可以抛出任何类型的异常，所以我们的异常类可以不继承自标准异常，但是这样可能会导致程序混乱，尤其是当我们多人协同开发时。 ② 当继承标准异常类时，应该重载父类的what函数和虚析构函数。 ③ 因为栈展开的过程中，要复制异常类型，那么要根据你在类中添加的成员考虑是否提供自己的复制构造函数。
示例：
- #include <iostream>
- #include <exception>
- using namespace std;
- //第一种
- class Out_Range : public exception
- {
- public:
- explicit Out_Range(const string& _Message) : exception(_Message.c_str()) {}
- explicit Out_Range(const char* _Message) : exception(_Message) {}
- };
- //第二种
- struct Exce :public exception
- {
- const char* what() const override
- {
- return "Exce";
- }
- };
- void foo(int arr[], int len)
- {
- int i = -1;
- if (i<0 || i>=len)
- {
- throw Out_Range("数组越界啦~");
- }
- cout << arr[i] << endl;
- }
- int main()
- {
- int arr[3] = { 0 };
- try
- {
- foo(arr, 3);
- }
- catch (Out_Range& e) //自定义错误
- {
- cout << "Out_Range& e " << e.what() << endl;
- }
- catch (std::exception& e) //其他错误
- {
- cout <<"std::exception& e "<<e.what()<< endl;
- }
- return 0;
- }
十，来自C++之父Bjarne Stroustrup的建议
节选自《The C++ Programming Language》 ——C++之父Bjarne Stroustrup
1. 当局部的控制能够处理时，不要使用异常;
2.使用“资源分配即初始化”技术去管理资源;
3. 尽量少用try-catch语句块，而是使用“资源分配即初始化”技术。
4. 如果构造函数内发生错误，通过抛出异常来指明。
5. 避免在析构函数中抛出异常。
6. 保持普通程序代码和异常处理代码分开。
7. 小心通过new分配的内存在发生异常时，可能造成内存泄露。
8. 如果一个函数可能抛出某种异常，那么我们调用它时，就要假定它一定会抛出该异常，即要进行处理。
9. 要记住，不是所有的异常都继承自exception类。
10. 编写的供别人调用的程序库，不应该结束程序，而应该通过抛出异常，让调用者决定如何处理(因为调用者必须要处理抛出的异常)。
